ОиФ 9-ти этажный 71 квартирный жилой дом

OiFSB-ST2.dwg

РАЗРЕЗ 2-2 СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА М 1:50
Стяжка из цп раствора
Стяжка из цп раствора
Песчано-гравийная засыпка
МПа ;γ0=19кНм3 ; γs=26
Песок насыщенный водой
;Е=27МПа ;γ0=20 кНм3 ;γs=26
насыщенная водой Ro=0
МПа ;γ0=20кНм3; γs=27
Разрез 1:1 М 1:100;План фундаментов М 1:100;Развертка по оси Ас М 1:100; Инженерно-геологический разрез М 1:100;Спецификация; Разрез 2-2 ленточного фундамента М 1:50;Разрез 2-2 свайного фундамента М 1:50;
Инженерно-геологичсекий разрез М 1:100
План фундаментов М 1:100
Развертка по оси Ас М 1:100
Разрез 2-2 ленточного фундамента М 1:50
Разрез 2-2 свайного фундамента М 1:50
-этажный 71-квартирный жилой дом
Глина насыщенная водой
Слой гравия на битумной мастике
Три слоя рубероида на битумной мастике
Пароизоляция:1 слой рубероида на битумной мастике
МПа ; γ0=19кНм3 ;γs=26
пылеватый γ0=20 кНм3
насыщенная водой γ0=20кНм3;

OiFSB-ST2.docx

ыМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
«Кубанский государственный технологический университет»
Кафедра строительных конструкций
Направление подготовки специальность 08.03.01
Профильспециализация Промышленное и гражданское строительство
по дисциплине Основания и фундаменты
на тему: «Проектирование оснований и фундаментов»
Пояснительная записка курсового проекта содержит:
стр. 9 рис. 5 табл. источников – 10.
Иллюстрационная часть курсового проекта: 1 лист формата А1.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ГРУНТЫ СБОР НАГРУЗОК ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОСАДКА.
Объект исследования: 9-этажный 71-квартирный жилой дом
анализ инженерно-геологических условий
подбор ленточного и свайного фундаментов по заданному сечению.
Предмет исследования: основания и фундамент здания.
Основные конструкции и технико-экономические показатели: количество этажей – 9 номер скважины – 7 нормативная глубина промерзания грунта – 161 м нормативная снеговая нагрузка – 16 м глубина подвала – 2м.
Анализ инженерно-геологических условий
Расчёт нагрузок на фундамент здания
Проектирование ленточного фундамента
1 Подбор размеров подошвы фундамента
2 Проверка на внецентренное сжатие
3 Определение группы по несущей способности
4 Определение конечной осадки ленточного фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования
Проектирование свайного фундамента
1 Выбор типа и размеров свай
2 Выбор типа и глубины заложения ростверка
3 Определение несущей способности сваи по грунту
4 Размещение свай и уточнение размеров ростверка
5 Проверка свайного фундамента по I ГПС
6 Расчет свайного фундамента по II ГПС
7 Осадка свайного фундамента
Список использованных источников
В современном мире очень сильно возрос спрос на жильё. Во всех крупных городах нашей страны идёт интенсивное строительство жилых домов. Неотъемлемой частью возведения таких зданий является устройство фундаментов и подготовка основания под них.
Целью данного курсового проекта является проектирование и расчёт фундаментов для 9-этажного 71-квартирного жилого дома с поперечными и продольными несущими стенами из многослойных железобетонных панелей.
При разработке фундаментов для заданного здания выбор конструктивных решений был производен исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом специфики грунтов уровня подземных вод максимального снижения материалоемкости трудоемкости стоимости строительства и т.п.
Запроектированные фундаменты должны обеспечивать необходимую прочность и устойчивость.
Для оценки прочности и сжимаемости грунтов необходимо установить полное наименование грунтов представленных в геологическом разрезе глубину заложения подземных вод. Для этого необходимо рассчитать ряд вспомогательных характеристик грунта.
Рисунок 1 – Инженерно-геологический разрез по скважине № 7
Расчёт связных грунтов
Определяем удельный вес грунта
Определяем коэффициент пористости грунта
Определяем степень влажности
Определяем число пластичности
Определяем показатель текучести
Определяем главные характеристики грунта
Расчёт несвязного грунта
Определяем тип песка по гранулометрическому составу
По т.3.4 – песок пылеватый т.к. масса частиц крупнее 0.1 мм составляет 47%75%
Определяем плотность сложения песка
По т.3.5– Средней плотности т.к 0.6е=0.670.8
Определяем главные характеристики грунта
По т.3.4 – песок пылеватый т.к. масса частиц крупнее 0.1 мм составляет 12.3%75%
По т.3.5– Средней плотности т.к 0.6 е=0.660.8
Результаты сведём в таблицу
Таблица 1- Расчётные характеристики грунтов
Вывод: судя по геологическому профилю площадка имеет спокойный рельеф. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Глина супесь и песок могут служить естественным основанием. Подземные воды не будут влиять на возведение фундаментов мелкого заложения и эксплуатацию здания. Глина супесь и песок обладают хорошими прочностными характеристиками. Суглинок обладает удовлетворительными прочностными характеристиками.
Для определения нагрузок вычислим грузовую площадь на которую подсчитаем полезную нагрузку и собственную массу конструкций. Подсчёт нагрузки приходящейся на метр длины несущей стены производим на уровне отметки верха фундамента.
Таблица 2 – Сбор нагрузок на фундамент
Нормативная нагрузка кН
Коэффициент надежности по нагрузкеγf
Коэффициент сочетаний
на 1м2 груз. площади
Слой гравия на битумной мастике =10мм
Три слоя рубероида на битумной мастике
Стяжка из цп раствора =25мм
Чердачное перекрытие
Утеплитель: керамзит =180мм
Пароизоляция: 1 слой рубероида на битумнорй мастике
Продолжение таблицы 2
Междуэтажное перекрытие 1 этаж
Стяжка из цп раствора =40мм
Междуэтажное перекрытие (типовой)
Звукоизоляционный слой из ДВП =25мм
Итого на 8 типовых этажа:
Итого постоянная нагрузка:
Полезная на перекрытие 1 этажа
Полезная на все этажи с учётом n
Итого врем. нагрузка
Итого полная на п.м.
hэт*ст*n*γст=27*9*0275* 16=10692
После оценки инженерно-геологических условий и сбора нагрузок на фундамент необходимой перейти непосредственно к расчёту.
Расчёт начинается с выбора глубины заложения ленточного фундамента в зависимости от характеристик грунтов и уровня подземных вод глубины промерзания грунта в районе строительства наличия подвала количества и размеров фундаментных стеновых блоков и подушки. На этом этапе глубина заложения назначается предварительно впоследствии она может меняться в результате подбора подушки фундамента и проверок на внецентренное сжатие. Также немаловажное влияние на глубину заложения оказывает наличие подземных коммуникаций и конструктивные особенности здания.
В нашем случае важно учесть:
глубина подвала по заданию – hп = 2 м
нормативная глубина промерзания грунта – df n=161м
Расчётная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
где – нормативная глубина промерзания (по заданию КП)
– коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений.
Глубина подвала глубине промерзания удовлетворяет.
Предварительно назначаем глубину заложения фундамента – 165м исходя из размеров фундаментных блоков и подушки.
Выбранная глубина заложения не находится на границе раздела грунтов. Уровень подземных вод расположен ниже подошвы фундамента.
1Подбор размеров подошвы фундамента
Вычислим предварительную площадь фундамента по формуле:
– сумма нагрузок на фундамент для расчета второй группы предельных состояний (для ленточных фундаментов – погонная нагрузка) кН;
– табличное значение расчетного сопротивления грунта несущего слоя кПа;
– средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (принять 20 кНм3);
– глубина заложения фундамента м.
Выбираем фундаментную подушку ФЛ 10.24-1:
b=1000мм; L=2380мм; h=300мм; a=350мм; m=138т;
Принимаем блоки бетонные стен подвалов ФБС 24.4.6-Т
L=2380мм; b=400мм; h=580мм; m=130т;
Основным критерием при подборе размеров подошвы фундамента является выполнение условия:
где– внешняя суммарная расчетная нагрузка на фундамент для расчетов по второй группе предельных состояний кН;
– вес фундаментных блоков кН;
– вес фундаментной плиты;
– вес грунта с левой стороны от фундамента кН;
– вес грунта с правой стороны от фундамента кН;
– принятая площадь фундамента м2.
– расчетное сопротивление грунта определяемое по формуле:
= 1 м – ширина подошвы фундамента;
и – коэффициенты условия работы.=125 для пылеватых песков и = 12 т.к. LH = 2882565=112 15;
=183 – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (взято по грунту с меньшей несущей способностью);
– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента:
=1– коэффициент при b ≤ 10 м;
= 11– коэффициент надежности;
=1078 =5318 =7726 – коэффициенты для φ = 292°.
=4 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
– глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
здесь – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала м;
– толщина конструкции пола подвала м;
– расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;
=095 – глубина подвала расстояние от уровня планировки до пола подвала м.
Рисунок 2 – Ленточный фундамент
2Проверка на внецентренное сжатие
При внецентренном загружении фундамента последовательным приближением добиваются удовлетворения следующих условий:
Рисунок 3 – Схема распределения краевых давлений по подошве фундамента
для максимального краевого давления
для минимального давления
Краевые давления по подошве фундамента вычисляют по формуле:
где – суммарная вертикальная расчетная нагрузка в уровне подошвы фундамента вычисляется аналогично как при расчете среднего давления по подошве кН;
– моменты от расчетных нагрузок в уровне подошвы кНм;
– момент сопротивления площади подошвы фундамента м3.
Для ленточного фундамента
Момент от перекрытия:
Рисунок 4 – Схема к определению моментов
Рисунок 5 – Схема к определению эксцентриситета для Mпер
Моменты от вертикальных нагрузок:
Момент от собственного веса грунта на левой консоли:
Момент от собственного веса грунта на правой консоли:
Момент от пола подвала:
Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственной массы на уровне подошвы фундамента:
Расчетные характеристики грунта засыпки:
Определяю интенсивность давления грунта:
Момент от горизонтального активного давления грунта от собственной массы:
Интенсивность горизонтального давления грунта от нагрузки q на поверхности земли:
Момент от горизонтального активного давления грунта от нагрузки q:
Опорная реакция в уровне низа плиты перекрытия надподвального этажа:
Момент в уровне подошвы:
Условия выполняются. Размеры фундамента достаточны для восприятия нагрузок от вышележащих конструкций.
Принимаем ФЛ 10.24-1
Для определения группы по несущей способности необходимо рассмотреть 2 вида ленточного фундамента: с нормативной толщиной стены и с фактической.
Рисунок 6 – Схема для определения группы по несущей способности
Момент по грани стены (нормативный):
где нормативная консоль подушки
- нормативная ширина блоков.
Момент по грани стены (фактический):
где – фактическая консоль подушки.
Приравняем оба момента и выразим :
Так как расчет арматуры всегда ведется по I ГПС необходимо умножить полученное значение на осредненный коэффициент надежности:
Согласно табл. А2 методических указаний для ширины плиты 1000мм и толщины стены фундаментного блока не менее 300мм максимальное допустимое напряжение для 1-й группы по несущей способности – 022Мпа следовательно выбранная плита принадлежит этой группе.
Ширина подошвы ленточного фундамента b = 1 м. Среднее давление фундамента РII = кПа
Разбиваем толщину грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои высотой h = 04b = 041 = 04 м.
Для вертикали проходящей через середину подошвы фундамента находим напряжения от собственного веса грунта zq и дополнительные давления zp .
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя расположенного на глубине Z от подошвы фундамента определяются по формуле:
В уровне подошвы фундамента (точка 0):
Ниже уровня подземных в песках и глинистых грунтах с IL>05 учитывают взвешивающее действие воды:
Для песка средней плотности:
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине Z от подошвы фундамента действующие по оси проходящей через центр подошвы фундамента определяем по формуле:
где – коэффициент затухания дополнительных давлений по глубине;
- дополнительное вертикальное давление на основание в уровне фундамента.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине где выполняется условие:
Расчет приведен в таблице 3.
Осадка основания определяется методом послойного суммирования:
где – безразмерный коэффициент равный 08;
– среднее значение дополнительных вертикальных нормальных напряжений в
– соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.
Таблица 3 - Расчет и
Песок влажный γ0=18.3
Супесь пластичная влажная γ0=19
Песок насыщенный водой
Осадка фундамента: S=0021м Su = 01 м.
Осадка основания фундамента находится в пределах допуска.
Рисунок 7 – Осадка ленточного фундамента
Расчёт свайного фундамента начинается с выбора длины сваи в зависимости от характеристик грунтов и уровня подземных вод. Сначала длина назначается предварительно впоследствии она может меняться в результате проверки. Также необходимо учесть конструктивные особенности здания.
Острие сваи следует располагать в прочных малосжимаемых грунтах. Заглубление сваи в опорный (несущий) слой должно быть не менее 05-10 м причем меньшие значения – при прочных грунтах (глинистые с JL 01 пески гравелистые крупные средней крупности). Рекомендуется заводить сваю в несущий слой на 2-3 м. Острие сваи не должно совпадать с границей слоев а быть выше ее на 1 м или ниже на 05 м.
Назначив ориентировочно положение нижнего конца сваи устанавливают требуемую длину сваи округляют ее (в большую сторону) до ближайшей стандартной сваи и уточняют положение нижнею конца сваи. Принимают поперечное сечение сваи. Следует помнить что длина забивных свай измеряется от головы сваи до начала острия.
Минимальная длина свай при центральной нагрузке – не менее 25 м при внецентренной – 4м.
Предварительно выбираем сваю С5-30. Выбранная свая не находится на границе раздела грунтов.
Ростверки выполняют из монолитного или сборного железобетона. Обычно по конструктивным соображениям но не менее 30 см. Чаще всего осуществляется свободное сопряжение сваи с ростверком заделкой ее на глубину 5-10 см.
Ростверк как правило располагается ниже подвала.
В нашем случае принимаем железобетонный ростверк высотой 03 м толщиной как и фундаментные блоки 04м.
Расчет свайных фундаментов должен проводиться по двум группам предельных состояний:
–по первой группе расчетом несущей способности грунта оснований свайных фундаментов;
–по второй группе расчетом осадок оснований свайных фундаментов.
Одиночную сваю по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
где – расчетная несущая способность сваи по грунту;
– коэффициент надежности в курсовой работе принять равным 14;
– расчетная нагрузка передаваемая на сваю определяемая с учетом коэффициентов надежности по нагрузке γf.
Несущая способность висячей сваи по грунту работающей на сжимающую нагрузку определяется по формуле:
где – коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый;
– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
– площадь опирания на грунт сваи м;
– наружный периметр поперечного сечения сваи м;
– расчетное сопротивление
– толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи м
- коэффициенты условия работы на боковой поверхности сваи
Пласты грунтов следует разделить на слои толщиной не более 2 м.
(для пылеватого песка)
Таблица 4 - Для определения несущей способности сваи по грунту
Расчетная несущая способность сваи с учетом коэффициента надежности:
Определяем количество свай в свайном фундаменте:
– расчетная нагрузка по I ГПС;
Расстояние между сваями:
Рисунок 8 – К расчету свайного фундамента
В данном курсовом проекте принят прямоугольный ростверк. Сваи размещаются в нём в 1 ряд симметрично относительно оси нагрузки. Минимальное расстояние между осями висячих свай принято не менее 3d (d – диаметр или сторона поперечного сечения сваи) и не менее 07 м. Максимальное расстояние – 6d. Расстояние в свету от края сваи до края ростверка 5 см. Ширину ростверка назначена 400 мм высота – 300 мм.
Законструировав ростверк выполняется окончательная проверка свайного фундамента по несущей способности по условию. Проверке подлежит наиболее нагруженная крайняя свая. Расчетная нагрузка на сваю определяется по формуле:
где – соответственно расчетные вертикальные нагрузки и момент всех сил относительно центра тяжести подошвы ростверка кН и кНм;
– количество свай в ростверке;
– расстояние в направлении действия момента до оси наиболее удаленной сваи от центра тяжести свайного поля м;
– то же до оси каждой сваи м.
Так как принимаем одну сваю второе слагаемое равно 0.
т.е. запас несущей способности 175%.
Средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов залегающих в пределах длины сваи при слоистом их напластовании определяется:
Ширина условного фундамента:
Площадь подошвы условного фундамента:
Среднее давление под подошвой условного фундамента:
где кН – внешняя расчетная нагрузка на фундамент для расчета по II ГПС;
Расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента:
Размеры подошвы условного грунтосвайного массива:
Среднее давление под подошвой условного грунтосвайного массива:
Разбиваем толщину грунта ниже подошвы условного фундамента на элементарные слои высотой Δh =
Природное давление грунта на уровне подошвы условного фундамента:
Дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента:
Расчет приведен в таблице 5.
Таблица 5 - Расчет и
Песок насыщеный водой γ0=20 γsb=10
Глина насыщенная водой γ0=20
Осадка основания фундамента находится в пределах допуска.
Рисунок 9 – Осадка свайного фундамента
В результате выполнения данного курсового проекта был произведён: анализ инженерно-геологических условий расчёт нагрузок на фундамент а также расчёт и проектирование ленточного фундамента мелкого заложения и свайного фундамента.
В результате анализа инженерно-геологических условий были рассчитаны все нужные параметры грунтов скважины № 7 необходимые для проектирования фундаментов.
При сборе нагрузок на фундамент были учтены все необходимые постоянные и временные нагрузки вычислены итоговые значения по I ГПС и II ГПС.
Для ленточного фундамента были произведены: выбор глубины заложения фундамента подбор размеров подушки фундамента и фундаментных стеновых блоков проверка на внецентренное сжатие определение группы по несущей способности и расчёт величины осадки. В результате были подобраны стеновые блоки ФБС 24.4.6-Т ФБС 12.4.3-Т ФБС 9.6.6-Т ФБС 12.4.6-Т и подушки ФЛ 10.24-1(основная) а также ФЛ 10.12-1 и ФЛ 10.8-1 . Величина осадки составляет - 0021м что соответствует нормам СНиП. Фундамент прошёл все проверки на прочность следовательно его надежность обеспечена.
Для свайного фундамента были произведены: подбор типа и размера свай выбор типа ростверка определение несущей способности по грунту проверка по I ГПС и расчёт по II ГПС вычислена величина осадки. Подобрана свая С5-30. Величина осадки составляет – 0011м что удовлетворяет требованиям СНиП.
Из двух рассчитанных вариантов фундамента более экономичным является ленточный фундамент мелкого заложения.
Также на листе приведены план фундаментов и развёртка по оси Ас на которых представлена раскладка фундаментных блоков и подушек.
Расчет осадки фундамента. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Расчет нагрузок на фундаменты зданий. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Проектирование оснований и фундаментов и стен подвальных помещений. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения и МИППС направления 270800.62-Строительство Профиль- Промышленное и гражданское строительство. Сост: С.И. Дизенко КубГТУ Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ 2013г.
Берлинов М.В. Ягупов Б.А. Примеры расчёта оснований и фундаментов. Стройиздат.1986г.
Далматов Б.И. Морарескул Н.Н. Науменко В.Г. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений - М.: Высшая школа 2004.- 240 с.
Далматов Б.И. Механика грунтов основания и фундаменты. – М.: Стройиздат 2007г.
Нормативные документы:
СП 22.13330.2011.(СНиП 2.02.01-83*.) «Основания зданий и сооружений» Москва.2011г.
СП 22.13330.2011.(СНиП 2.01.07-87*.) «Нагрузки и воздействия.» Москва.2011г.
СП 24.13330.2011. (СНиП 2.02.03-85*.) «Свайные фундаменты.» Москва.2011г.